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Automatisierte Baumaschinen und Robotik
Die Bauwirtschaft sieht sich gegenwĂ€rtig und wohl auch in naher Zukunft mit einer groĂen Nachfrage nach BaumaĂnahmen zur Schaffung von Wohnungen und Infrastruktur konfrontiert. Diesem Bedarf stehen ein nicht zu ĂŒbersehender Mangel an FachkrĂ€ften und zunehmende Regularien und QualitĂ€tserwartungen wĂ€hrend des gesamten Bauprozesses gegenĂŒber. Verglichen mit anderen Wirtschaftsbereichen hat die Baubranche zudem erheblichen Nachholbedarf im Hinblick auf ihre ProduktivitĂ€tsentwicklung. So zeigen dahingehend nahezu alle Industrie- und Dienstleistungsbereiche einen mehr oder weniger kontinuierlich ansteigenden Trend, wohingegen die ProduktivitĂ€t in der Bauwirtschaft seit Jahrzehnten stagniert.
Um diesen Anforderungen erfolgreich begegnen zu können, bieten die aktuell in allen Bereichen diskutierten DigitalisierungsansĂ€tze auch bei BaumaĂnahmen und Baumaschinen nicht unerhebliches Potenzial. Dennoch gibt es bisher nur eine vergleichsweise geringe Durchdringung des Marktes mit industriell tauglichen Digitalisierungslösungen in der Bauwirtschaft.
Vor diesem Hintergrund entstand das vorliegende Gutachten zum Thema âAutomatisierte Baumaschinen und Robotikâ, welches im Wesentlichen auf die Möglichkeiten und Grenzen der Automatisierung etablierter Baumaschinen durch die Integration verfĂŒgbarer Technologien zielt. DarĂŒber hinaus werden neuartige und fĂŒr den Einsatz in der Bauwirtschaft speziell konzipierte Technologien und Maschinen betrachtet. Dabei gewĂ€hrt das Gutachten einen freien Blick auf den aktuellen Stand angewandter Technologien, Prozesse und Maschinen, zeigt weiterfĂŒhrend erkennbare Entwicklungstrends auf und klassifiziert Potenziale zur Effizienz-, QualitĂ€ts- und ProduktivitĂ€tssteigerung
Mobiles, selbstbestimmtes Leben von Menschen mit Demenz im Quartier - Methodik und Ergebnisse (KIT Scientific Reports ; 7748)
Die Rede von âtechnischen Assistentenâ in vielseitigen Arbeits- und Lebensbereichen hat derzeit Konjunktur in wissenschaftlichen und öffentlichen Debatten ĂŒber Visionen zukĂŒnftiger Pflegesettings Von einem wirkungsvollen Einsatz dieser Technologien aber nicht gesprochen werden. Vor diesen Problemstellungen schlagen die Autoren den Ansatz der bedarfsorientierten Technikentwicklung vor, der in der vorgelegten Studie exemplarisch an der Pflege von Menschen mit Demenz entwickelt wird
Technologien und Visionen der Mensch-Maschine-Entgrenzung : Sachstandsbericht zum TA-Projekt »Mensch-Maschine-Entgrenzungen: zwischen kĂŒnstlicher Intelligenz und Human Enhancement«
Der Sachstandsbericht (TAB-Arbeitsbericht Nr. 167) zeigt auf, dass nach derzeitigem wissenschaftlich-technischem Entwicklungsstand viele der in den Zukunftsdiskursen formulierten Erwartungen weitgehend spekulativ erscheinen. Alles in allem ist in absehbarer Zeit wohl weder mit der technischen Optimierung der »Natur« des Menschen (in einem gröĂeren, d.h. gesellschaftlich relevanten MaĂstab) noch mit einer »Intelligenzexplosion« bei Maschinen zu rechnen. Die oben umrissene Entgrenzungsdynamik vollzieht sich aktuell vielmehr auf einer subtileren Ebene: beispielsweise, indem fundamentale anthropologische Kategorien â wie VerantwortungsfĂ€higkeit, Selbstbestimmtheit, IdentitĂ€t â, welche die Grundlage unserer jetzigen moralischen und rechtlichen Ordnung bilden, durch die beschriebenen Technisierungsprozesse ins Wanken geraten. Diese normativen Herausforderungen machen eine frĂŒhzeitige Auseinandersetzung mit den gesellschaftlichen Konsequenzen, aber auch Rahmenbedingungen der Entgrenzungsdynamik erforderlich. Dabei sollte im Zentrum stehen, was wir als genuinen Wesenszug des Menschen und seiner Kultur verstehen und was davon wir fĂŒr die Zukunft erhalten und vor maschinellem Zugriff schĂŒtzen wollen.
Inhalt
Zusammenfassung 7
I. Einleitung 19
II. Zukunftsvisionen 25
1. Zur Analyse des visionÀren Diskurses 26
2. Kulturelle Wurzeln und Ideentraditionen 29
2.1 KĂŒnstliche Menschen, Automaten und Roboter 29
2.2 Transhumanismus, Cyborgs und Human Enhancement 33
3. Aktuelle visionÀre Diskurse und ihre Akteure 37
3.1 Themensetzung durch futuristische Netzwerke 38
3.2 Der aktuelle Diskurs zu Enhancement und Cyborgs 43
3.3 Der aktuelle Diskurs zu einer Superintelligenz 47
4. Fazit 50
III. Stand der Technik 55
1. Neurotechnologien 55
1.1 Wissenschaftliche Grundlagen: neuroelektrische Schnittstellen 56
1.2 Neurotechnologische Anwendungen: Stand und Entwicklungsperspektiven 67
1.3 Forschungslandschaft in Deutschland 93
1.4 Fazit und Ausblick 95
2. Autonome Robotik 99
2.1 Wissenschaftliche Grundlagen: kĂŒnstliche Intelligenz und maschinelles Lernen 102
2.2 Wo steht die autonome Robotik? 110
2.3 Anwendungsfelder und Beispiele 120
2.4 Forschungslandschaft in Deutschland 134
2.5 Fazit 137
IV. Schlussfolgerungen und Ausblick 141
Literatur 153
In Auftrag gegebene Gutachten 153
Weitere Literatur 153
Anhang 167
1. Abbildungsverzeichnis 167
2. Tabellenverzeichnis 16
Gute Technik fĂŒr ein gutes Leben im Alter? Akzeptanz, Chancen und Herausforderungen altersgerechter Assistenzsysteme
Age appropriate digital assistance systems in care facilities and private households - empirical and theoretical findings on distribution, diffusion barriers, and impacts.LĂ€ngst gibt es altersgerechte digitale Assistenzsysteme. Doch sind Umfang und Geschwindigkeit ihrer Verbreitung sowohl in Pflegeeinrichtungen als auch in privaten Haushalten weitgehend unbekannt. Informationen zu tatsĂ€chlich eingesetzten Systemen, realisierten UmsĂ€tzen und Marktvolumen sind kaum zu finden. Obwohl es viele Vermutungen hinsichtlich der Hindernisse bei der EinfĂŒhrung altersgerechter Assistenzsysteme gibt, sind auch hier verlĂ€ssliche Aussagen rar. Die BeitrĂ€ge des Bandes liefern auf Basis empirischer Untersuchungen und theoretischer Ăberlegungen Antworten und zeigen auf, wie vielgestaltig die Faktoren sind, die die Diffusion altersgerechter Assistenzsysteme hemmen oder fördern
Gute Technik fĂŒr ein gutes Leben im Alter?
LĂ€ngst gibt es altersgerechte digitale Assistenzsysteme. Doch sind Umfang und Geschwindigkeit ihrer Verbreitung sowohl in Pflegeeinrichtungen als auch in privaten Haushalten weitgehend unbekannt. Informationen zu tatsĂ€chlich eingesetzten Systemen, realisierten UmsĂ€tzen und Marktvolumen sind kaum zu finden. Obwohl es viele Vermutungen hinsichtlich der Hindernisse bei der EinfĂŒhrung altersgerechter Assistenzsysteme gibt, sind auch hier verlĂ€ssliche Aussagen rar. Die BeitrĂ€ge des Bandes liefern auf Basis empirischer Untersuchungen und theoretischer Ăberlegungen Antworten und zeigen auf, wie vielgestaltig die Faktoren sind, die die Diffusion altersgerechter Assistenzsysteme hemmen oder fördern
Drohnenforschungsatlas
Syftet med denna studie har tvĂ„ infallsvinklar. Den ena Ă€r att utröna i vilken grad studenterna upplever att utbildningen ger dem den förberedelse som behövs för att klara det professionella arbetet, det andra Ă€r att jĂ€mför detta mellan fyra utbildningsorter. Studien har genomförts genom enkĂ€t som bestĂ„r av Ă„tta mĂ„lrelaterade pĂ„stĂ„enden. Respondenterna har svarat om de InstĂ€mmer helt till InstĂ€mmer inte alls, samt i vilken grad mĂ„let i pĂ„stĂ„endet Ă€r Viktigt eller Oviktigt. De Ă„tta mĂ„lrelaterade pĂ„stĂ„endena har stĂ€llts till sjuksköterskor som varit fĂ€rdiga i ett Ă„r: â gett Dig goda förutsĂ€ttningar för att arbeta som sjuksköterska (1a) Oviktigt/Viktigt mĂ„l (1b) â bidragit till att utveckla Din förmĂ„ga till samarbetet med andra yrkesgrupper/kollegor inomvĂ„rdarbetet (2a) Oviktigt/Viktigt mĂ„l (2b) â bidragit till att utveckla Din förmĂ„ga att utöva ett bra ledarskap i vĂ„rden (3a) Oviktigt/ViktigtmĂ„l (3b) â hjĂ€lpt Dig nĂ€r det gĂ€ller Din förmĂ„ga att kommunicera med patienter (4a) Oviktigt/ViktigtmĂ„l (4b) â bidragit till att utveckla Din vilja till ett livslĂ„ngt lĂ€rande (5a) Oviktigt/Viktigt mĂ„l (5b) â bidragit till Din vilja att forska (6a) Oviktigt/Viktigt mĂ„l (6b) â hjĂ€lpt Dig nĂ€r det gĂ€ller Din förmĂ„ga att ta hand om akut sjuka patienter (7a) Oviktigt/ViktigtmĂ„l (7b) â hjĂ€lpt Dig nĂ€r det gĂ€ller Din förmĂ„ga att utöva förebyggande hĂ€lsovĂ„rd (8a) Oviktigt/ViktigtmĂ„l (8b) I den teoretiska bakgrunden belyses dĂ€refter de Ă„tta omrĂ„den samt en kort beskrivning av respektive utbildningsort och de kursplaner som gĂ€llde för utbildningen dĂ„ uppsatsen startade
Pflegeroboter
Dieses Open-Access-Buch bĂŒndelt technische, wirtschaftliche, medizinische und ethische Reflexionen ĂŒber Pflegeroboter. Pflegeroboter, im Moment noch mehrheitlich Prototypen, unterstĂŒtzen oder ersetzen menschliche PflegekrĂ€fte bzw. Betreuer. Sie bringen Kranken und Alten die benötigten Medikamente und Nahrungsmittel, helfen beim Hinlegen und Aufrichten oder alarmieren den Notdienst. Vorteile von Pflegerobotern sind durchgehende Verwendbarkeit und gleichbleibende QualitĂ€t der Dienstleistung. Nachteile sind KostenintensitĂ€t (bei möglicher Amortisation) und KomplexitĂ€t der Anforderungen. Unter der wissenschaftlichen Leitung von Prof. Dr. Oliver Bendel trafen sich im September 2017 Vertreter verschiedener wissenschaftlicher Disziplinen im Rahmen eines Ladenburger Diskurses der Daimler und Benz Stiftung, um ĂŒber den aktuellen und kĂŒnftigen Einsatz von Pflegerobotern zu sprechen und Forschungspotenziale zu identifizieren. Die Autoren gehen in ihren BeitrĂ€gen auch Fragen aus Wirtschafts-, Medizin- und Informationsethik nach: Wer trĂ€gt die Verantwortung bei einer fehlerhaften Betreuung und Versorgung durch die Maschine? Inwieweit kann diese die persönliche und informationelle Autonomie des Patienten unterstĂŒtzen oder gefĂ€hrden? Ist der Roboter eine Entlastung oder ein Konkurrent fĂŒr PflegekrĂ€fte? Antworten mĂŒssen von Wissenschaft und Gesellschaft gefunden werden
Realisierung nutzeradaptiven Interaktionsverhaltens fĂŒr mobile Assistenzroboter
Im Zentrum dieser Dissertation steht die soziale Assistenzrobotik. In den letzten Jahren hat die Bedeutung dieses Teilgebietes der mobilen Robotik stark zugenommen und zusammen mit der Diversifizierung robotischer FÀhigkeiten hat sich die Nutzergruppe hin zur breiten Masse mit potentiellen technischen Laien gewandelt. Aus dieser Situation heraus erwachsen an die InteraktionsfÀhigkeiten sozialer Assistenzroboter umfangreiche Anforderungen. Insbesondere stehen in dieser Arbeit die MultimodalitÀt der Interaktion und die AnpassungsfÀhigkeiten an den konkreten Nutzer im Vordergrund.
Am Beispiel eines Serviceroboters fĂŒr die hĂ€usliche Gesundheitsassistenz, wie er in einem vom Autor mit bearbeiteten Forschungsprojekt realisiert wurde, wird zunĂ€chst der Analyse- und Entwurfsprozess fĂŒr dessen Umsetzung geschildert. Im Anschluss daran wird gezeigt, wie sich aus der Systemspezifikation eine mehrschichtige Systemarchitektur ableiten lĂ€sst, welche auch auf andere Robotikanwendungen ĂŒbertragbar ist.
Der Fokus liegt dabei auf der modularen Realisierung einer Ablauf- und Dialogsteuerung. Um dem System eine Persönlichkeit zu geben und ein im Langzeiteinsatz akzeptierbares Dialogverhalten zu generieren, wurde ein frame-basierter Dialogmanager konzipiert und umgesetzt. Dabei wurden Aspekte wie ModularitĂ€t durch ein App-Konzept, leichte Erweiterbarkeit und die Möglichkeit, nutzeradaptive Dialoge zu realisieren, berĂŒcksichtigt.
Im Kern des vorgestellten Dialogsystems kommt eine gÀnzlich neue Methode der probabilistischen online-Planung von Dialogsequenzen zum Einsatz. Ein eigens konzipiertes Realweltexperiment konnte zeigen, dass es mit diesem System möglich ist, anhand von systeminternen aber auch nutzergetriebenen Bewertungen, das Dialogverhalten im Rahmen von durch den Designer vorgegebenen Freiheiten zur Laufzeit zu optimieren.
Die Gestaltung des robotischen Gesundheitsassistenten wurde durch weitere Teilsysteme abgerundet. Unter diesen spielen verschiedene taktile Sensoriken und ein Emotionsmodell eine entscheidende Rolle fĂŒr die Realisierung eines liebenswerten Begleiters.
Letztendlich konnte in sehr erfolgreichen teils mehrtÀgigen Nutzerstudien mit Senioren die PraktikabilitÀt des entwickelten Interaktionskonzepts und der Systemarchitektur nachgewiesen werden.The central topic of this thesis concerns social service robotics. In recent years this branch of mobile robotics in general has seen increasing interest. Due to increasing capabilities and growing fields of application of such robots, the group of potential users has changed. Unexperienced users raise extensive requirements regarding the interaction capabilities of such robots. The multi-modality of human-robot dialog and its adaptivity regarding user's preferences and needs are in the focus of this thesis.
First, the analysis and specification process for such a system is explained by means of an example, which is a service robot for health assistance in home environments, as it has been developed in a research project at which the author participated. Following this, it is shown how a multi-layer system architecture is derived from that specification, which is applicable to other robotic applications as well.
Though the main focus is on a modular realization for the control structures and the dialog handling. In order to enable a long term acceptability of such a system and to give it a personality, a frame-based dialog manager has been designed and is explained in detail. Aspects of interest there are modularity by means of an app-concept, extendablility, and adaptivity of the interaction skills regarding users' qirks and demands.
In the core of the presented dialog system, there is a unique planning mechanism based on probabilistic reasoning in a factor graph model of the dialog going on. In a real world experiment it could be shown that this online learning concept is able to optimize dialog behavior regarding system internal as well as user driven reward signals.
During the implementation of the health assistant robot further system components have been developed in order to realize a likeable companion. Among them, there are two kinds of tactile sensors and an emotion model, which are presented in this thesis as well.
Finally, very successful real world user trials of the health assistant robot involving 9 elderly people are described to show that the presented concepts for system architecture and dialog modelling are viable
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